水电站仿真教学培训系统

一、系统概述

　　水电站仿真教学培训系统基于SimuWorks®仿真支撑平台开发完成，包括水轮发电机系统模型、主变及冷却系统模型、线路模型、厂用电系统模型、断路器及刀闸模型、调速系统模型、潮流计算模型、继电保护模型及发电机故障、主变故障、线路故障及厂用变故障模型。仿真范围主要针对参照机组的运行过程，包括水轮机、发电机和主变、线路、厂用电系统、辅机系统(包括供水泵、电气公用系统)等。仿真系统包含了水电站的主要生产过程，可在水电相关专业的理论及实践教学培训中起到辅助作用。

二、系统功能

　　1.系统人机界面方便友好。操作员站的界面及操作，实际与水电站中控室操作员站相同，能改变外部参数、调用工况、设置故障，可满足不同培训场合的需要。

　　2.本系统可对学员进行多种类型的操作培训及理论培训：

　　1)正常运行操作过程(手、自动开停机操作、同期操作、负荷调整、输电线路的停电、送电操作等)培训;

　　2)异常运行操作过程培训;

　　3)紧急事故处理操作培训;

　　4)计算机监控系统培训;

　　5)主要机械和电气设备的现地操作培训;

　　6)生产过程运行知识与专业理论培训。

　　通过教练员台提供的技术手段，可以启动仿真培训系统，加载初始工况、设置故障，监控培训过程。

　　3.中控室操作模拟主要包括各机组的开停机、机端断路器的分合、机组有功无功的调节、机组同期、机端电压监视、机组转速监视、母线开关操作等操作。可监视整个水电站电气主设备的运行状态，包括机组的出力、机端电流、机组励磁电流、母线开关状态、母线电压、全厂光字报警信号等。

　　4.学员可以在学员站计算机对水电站仿真机进行操作，学习。学员站在计算机上仿真再现了水电站的运行人员的实际工作环境，以及操作过程和对象。仿真系统模拟的中控室涉及到的画面和现场人员监控操作的中控室画面一致，基本复制了现场画面。在中控室外的现地控制柜等系统采用形象的图形来反映对象的外观及操作特点。总的来说画面分为上位机监控画面、厂房现地柜画面、开关站画面、继保室画面。在培训站上的操作和真实电站运行环境相类似，让学员有身临其境的感受。

三、硬件组成

图1 系统硬件结构图

　　系统运行方式: 客服端-服务器方式

　　服务器上运行仿真模型、数据库软件、教练员台，主要完成计算功能。

　　客户端运行培训站软件，提供人机界面，对计算过程进行监视和控制。

　　在服务器上可以同时运行多个流程(相当于多台互不干扰的仿真机)，学员分为多个小组，每个小组共享一个流程。此模式适用小组学习讨论，如设置为1个流程带3个客户端，就可以供3个人作为一组进行配合学习讨论。

四、系统画面组成结构

图2 监控系统画面总结构

图3 上位机监控系统画面总结构

图4 全厂监控画面组成

图6 厂用电监控画面组成

图7 公共系统监控画面组成

图8 教练员台总体结构

五、培训站仿真画面介绍

　　1.开停机流程操作

图9 开机流程

　　仿真机提供了多种启停方式的培训：自动停机、手动停机、自动开机、手动开机、半自动开机。

　　2.水系统操作画面

　　机组技术供水系统为单元供水，系统有两种供水方式：减压供水、水泵供水。正常运行时以减压供水为主用供水，水泵供水为备用供水。 机组冷却水系统具有正反向供水功能，以防机组冷却器堵塞。

六、应用范围

　　水电站仿真教学培训系统利用计算机仿真技术模拟真实水电站的生产过程，并提供真实的培训环境(水电站中央控制室)，可对学员进行水电站正常工况运行操作过程培训、水电站异常工况运行操作过程培训、水电站事故处理操作培训、水电站监控系统操作培训。

　　水电站仿真教学培训系统在西藏职业技术学院和云南能源职业技术学院已得到良好的应用，很大程度地提高了学生对水电站生产过程的认知，强化了对水电站正常运行、事故处理等技术的实操水平，对于提升学生的就业实力可以起到良好的促进作用。